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地铁深基坑开挖变形分析及支护坍塌风险管理研究
| 论文题名： | 地铁深基坑开挖变形分析及支护坍塌风险管理研究 |
| 关键词： | 地铁深基坑;开挖变形;支护坍塌;风险管理 |
| 摘要： | 目前轨道交通工程建造环境中，地铁车站基坑具有开挖深度大、施工工期紧迫和施工安全系数低、周边构筑物复杂、安全隐患多和事故多发等特点。因此，为保证地铁基坑工程施工安全可靠，提高其施工安全系数，对地铁基坑施工坍塌风险预测其发展状态、分析其发展规律、采取对应的控制措施等至关重要。 本文从地铁基坑开挖变形破坏、变形规律方面明确了基坑开挖的主要变形部位及规律；从风险识别、分析、评估、控制等方面采取一种针对风险管理全过程的方法，旨在减少基坑坍塌事故的发生。通过广州某地铁基坑工程实例为背景，主要研究内容和成果如下： （1）基于MIDAS/GTS的有限元分析法对基坑建立数值模型进行基坑开挖仿真模拟，得出了不同工况下其围护结构变形、周围地表沉降以及坑底隆起的变形情况，可以为类似的工程提供参考。然后将基坑开挖现场主要变形部位的实际变形监测数据与数值仿真模拟的基坑主要变形部位的变形结果作对比，得出不同工况下，其模拟的变形最大值、变形位置和变形趋势都与实际工程监测数据较为吻合，表明了运用MIADAS/GTS来模拟基坑施工，预测基坑开挖变形是可行的。 （2）基于历年地铁坍塌事故统计分析得出了导致基坑施工支护坍塌的因素，然后在其基础之上总结了由于基坑变形关键的部位而导致坍塌的因素，分别为施工质量、支护结构透水、地质条件、支护不及时、设计方案、地下管线、地层扰动、降雨、土体滑动、周围建筑物沉降、暗涌、超挖、暴露、流沙、膨胀系数等。 （3）通过FAHP对其风险因素进行风险分析及评估，得出支护坍塌风险评分为0.4165，风险等级为三级，即为可接受的，且符合该工程实际情况。同时，得出支护坍塌风险的风险部位支护结构、周围土体、坑底土体评分分别为0.4373、0.4502、0.2674，说明其部位风险最大的部位是周围土体，其次是支护结构，最后是坑底土体。 （4）采用BIM技术提供对地铁基坑支护坍塌风险的全过程控制，可以实时了解风险的整体过程动态，实时获取必要的信息资源和坍塌隐患，有利于及时采取管控措施。通过4D施工模拟在施工前可以实现进度的合理规划，避免由于进度的计划不恰当而耽误工期，项目直至完成，工期提前了40天。利用BIM技术模拟土方开挖各阶段的施工过程，可以有效的指导施工现场土方开挖的顺序，本项目在这基础上减少了原计划的挖掘机和运土车数量，分别为1台、3辆。同时，可以预先对支护结构和基坑开挖的关键施工工序与和难点进行可视化交底与安全教育，有助于控制基坑开挖支护的安全，提高整个施工过程的风险管理水平。 |
| 作者： | 唐勇 |
| 专业： | 安全工程 |
| 导师： | 于海莹 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 四川师范大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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